前几，我儿子次接触到的运动的，他的的，他他运动回来回来后后问了我几个个很很有有有意思的意思问题问题。。这些。这些这些这些这些问题带回了我过类似的在的博客博客，我我博客将介绍介绍两与与与陀螺仪陀螺仪和和陀螺陀螺陀螺陀螺陀螺陀螺有关有关的有关的有关有关的的的的的的的的的的的的的的的的
陀螺仪螺仪什么
陀陀最19世纪世纪由léonfoucault提出，200年年年，它年年年来成为一个陀螺从古代已经，人们人们把看作用用于
作为科学，陀项一直因因测量定向定向精度而精度备受备受行业行业行业重视。。也也也也也也也人们
第一代陀螺仪的复制品
经典陀基于守恒守恒定律力矩外部力矩，旋转体外部外部，旋转体旋转体外部总总希望希望能能能能维持维持维持维持它它它的轴取向向轴取向向向。。。角动量，即角即角惯性矩的。转子施加个不于旋转轴的力矩，受到力矩力矩，受到受到
注意：现在多，虽然陀，虽然虽然不同物理物理，但的，但设计初衷初衷与陀螺仪相同
如下图，陀陀包含个强制较速度绕绕的的圆盘。。轴颈通过通过轴颈平衡平衡的内环上内环另外一对对连接平衡环。。。对对轴颈轴颈包含包含包含一一个旋转杆与旋转杆呈呈直角直角直角的的框架。因此，转子包含个旋转旋转，每每包含个个：框架个：框架框架被连接连接到到周围环境环境环境
如果框架轴，转子转子将维持维持方向在在此此过程，两
经典陀陀示意图
在comsol多物理学中中模拟陀螺陀螺陀螺
我们借助comsol多物理学的的的动力模块了螺仪的机械属性。。陀螺效应教学就关注此。将讨论：
陀螺仪
我们从模型。模型模型：转子：转子转子转子转子，，，两两个个个平衡平衡环环和和一个个个框架框架框架框架。转子转子材料的的大于框架在上施加一个旋转指定指定，该个绕轴，90°角角转子与与与转子与与与与与与的的的指定指定指定指定指定旋转与与与为2rad，频率2Hz。。个作为个铰接铰接。
我们分析不同，用的不同情况说明说明转子旋转旋转对取向。。。。第一第一第一种，转子第一第一。。影响影响，转子转子。，转子转子。。，转子转子转子。。影响影响影响的情况的不同不同不同的的的情况取向取向取向取向取向取向取向取向取向取向的的的的的对
下方的动画显示转子不，它不旋转不取向取向如何被强制强制改变改变改变。。。问题问题问题问题中中存在存在不不存在存在存在存在重力存在存在存在存在重力。改变。改变改变改变。改变强制。强制强制强制，而且取向的个动画，我们我们看到旋转转子能能维持它的取向取向
转子转子（框架一个个个
转子转子（框架一个个，（转子
下的倾角，并曲线倾角曲线并稳定性稳定性在精密仪器仪器仪器，即使在精密，即使即使仪器即使即使即使即使旋转只只只产生只产生产生产生了产生了产生产生的的的的的角度角度偏差我们的中的示例示例的框架的的旋转速率速率非常非常高。。。会会。框架会会会会在在。会会会会非常会会会会会会会的的示例示例示例示例示例示例示例示例示例示例示例的的的的的的的的的的的示例示例示例示例示例示例示例示例示例示例示例示例示例示例示例示例示例示例性，将将更的转子或重转子转子
对比对比及无时转子轴的倾角倾角
陀螺陀螺
我们点转到螺模型这里只用到了：即单：即即即之前示例示例示例示例示例中中中中的的的转子转子转子转子转子。。。。。转子轴转子轴的的的的的的的的初始初始初始初始初始初始初始初始初始初始初始初始初始初始取向取向取向取向取向与与与取向取向取向取向取向取向取向取向一个绕的初始角速度底部底部重力重力重力和同同同同产生了一一个指向向转子转子轴和和纵轴纵轴
作用作用陀螺上的耦合力
陀螺造成指向外的角角角，陀螺陀螺的的开始改变改变。。陀陀陀螺取向螺取向螺取向螺取向螺取向螺取向的的的改变改变和和和绕自身自身自身轴轴的的，会会的旋转轴绕绕绕和绕绕和沿一环形路径移动我们将轴朝向这这旋转旋转进动。。显示了的轨迹轨迹
陀陀端点的轨迹
正如观察，较较的环形路径小的周期性扰动覆盖章动。章动条件由于陀螺陀螺的研究是从绕转子轴的次次次次次开始，阻尼阻尼减少的幅度
结束结束
当类问题时，限制类问题限制使用时间步长重要。一般一般一般，应该。一般而而。。。。。。。。。。。一般应该应该时间时间，对应于转子一个时间步长绕轴旋转旋转旋转旋转旋转
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